高敏,吳嬌嬌,趙鑫,李曉娜*
(1 貴州師范大學(xué)喀斯特研究院,貴州貴陽(yáng) 550001;2 貴州省喀斯特山地生態(tài)環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地,貴州貴陽(yáng) 550001)
苔蘚植物是先鋒植物之一,在退化生態(tài)系統(tǒng)正向演替過(guò)程中起著重要作用[1]。苔蘚植物包括蘚類、苔類和角苔類,是僅次于種子植物的第二大陸生植物類群,在全球范圍內(nèi)有超過(guò)23000 種苔蘚植物,占植物總數(shù)的5%左右[2]。苔蘚植物是研究環(huán)境變化對(duì)物種生態(tài)和進(jìn)化影響的理想材料,具有四大突出特點(diǎn):①苔蘚的分布范圍極其廣泛,除了適宜植物生長(zhǎng)的濕潤(rùn)生境外,在荒漠、石漠、極地、高山等其他維管植物難以生存的惡劣生境中也能見(jiàn)到苔蘚植物的身影;②苔蘚結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,缺乏真正的根和維管束[3],主要通過(guò)植物體莖葉表面吸收水分和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì);③苔蘚的生命力極其頑強(qiáng),對(duì)干旱、高溫、嚴(yán)寒等惡劣環(huán)境的適應(yīng)能力遠(yuǎn)高于維管植物;④與木本植物相比,苔鮮植物世代交替時(shí)間較短,更易表現(xiàn)出對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)性策略。這四大特點(diǎn)使得苔蘚植物在CO2固定、水土保持、涵養(yǎng)水源、物質(zhì)循環(huán)和森林更新等方面表現(xiàn)出重要的生態(tài)作用,是生態(tài)系統(tǒng)中不容忽視的組成部分。長(zhǎng)期以來(lái),學(xué)者對(duì)喀斯特地區(qū)石漠化防治做了大量研究工作,其中就有人關(guān)注到了苔蘚植物研究對(duì)喀斯特石漠化環(huán)境改善的重要性[4-5]。研究石漠化區(qū)苔蘚植物,對(duì)石漠化生態(tài)系統(tǒng)的植被演替及生態(tài)恢復(fù)研究具有重要意義[6]。
研究區(qū)關(guān)嶺——貞豐石漠化治理花江綜合示范區(qū)地處我國(guó)貴州省安順市關(guān)嶺布依族苗族自治縣和黔西南布依族苗族州貞豐縣北盤(pán)江大峽谷的花江段(東經(jīng)05°35′00″~105°43′20″,北緯25°37′40″~25°42′30″),被稱為花江大峽谷。該峽谷位于云貴高原面向北盤(pán)江傾斜的大緩坡上,主要是峰叢谷地和峰叢洼地,海拔450~1450m[7],為典型的喀斯特中-強(qiáng)度石漠化區(qū),地形破碎,地表巖石出露嚴(yán)重,土壤以黃壤土和紫砂土為主[8],土壤涵水能力差,水土流失嚴(yán)重。
在2021 年1 月對(duì)研究區(qū)進(jìn)行了初步的道路和巖表苔蘚著生情況探查,2021 年4 月與9 月2 次對(duì)關(guān)嶺——貞豐石漠化治理花江綜合示范區(qū)的石生苔蘚進(jìn)行了采集。采樣地點(diǎn)分布在花江大峽谷兩岸,坡度一般在60°以上[9],涉及北岸安順市關(guān)嶺布依族苗族自治縣一側(cè)與黔西南布依族苗族自治州貞豐縣一側(cè)。主要沿峽谷兩岸的S210 省道、村道與村民放牧小路進(jìn)行采集,采樣中保證各采樣點(diǎn)間隔的直線距離不小于20m,共采集標(biāo)本178 份。
在采樣開(kāi)始前,對(duì)采樣點(diǎn)進(jìn)行微生境與大環(huán)境的拍照。采樣后用牛皮紙袋將樣本封裝帶回駐地,置于室內(nèi)通風(fēng)處陰干;對(duì)于含水量較高的樣本,需攤開(kāi)吸干水分后再進(jìn)行陰干,以防止樣本潮濕腐爛發(fā)霉。
物種鑒定使用經(jīng)典形態(tài)分類方法,利用奧林巴斯顯微鏡(SZX-16、BX-53)等工具,在顯微鏡下觀察樣本的生活型、株高、葉形、葉片是否易碎、葉緣形狀、葉尖形狀、疣、中肋數(shù)量、葉基細(xì)胞性狀、蒴齒數(shù)量等關(guān)鍵形態(tài)特征,參照《中國(guó)苔蘚志》《貴州苔蘚志》等苔蘚志和文獻(xiàn),對(duì)苔蘚植物樣本進(jìn)行鑒定并整理記錄。
研究區(qū)所在的花江石漠化區(qū)是典型的石漠化地區(qū),具有石漠化地區(qū)干熱的特點(diǎn),加之巖表惡劣的水熱條件,導(dǎo)致石生苔蘚因此物種豐富度較低。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),花江石漠化區(qū)巖表苔蘚種類共有9 科12 屬20 種(見(jiàn)表1~2)。其中蘚類植物8 科11 屬19 種,苔類植物1 科1屬1 種。研究區(qū)總屬數(shù)最多的是灰蘚目和叢蘚目,占比90%,其中灰蘚目共有5 科7 屬10 種,叢蘚目共2 科4屬8 種。
表1 花江石漠化區(qū)峽谷兩岸石生苔蘚植物目、科、屬、種的統(tǒng)計(jì)
在峽谷北岸,一共有3 目7 科10 屬12 種苔蘚植物;峽谷南岸有4 目8 科11 屬17 種,南岸巖表苔蘚物種豐富度高于北岸?;姨\目在兩岸均占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì),叢蘚目在南岸也分布較多。
優(yōu)勢(shì)種是指該區(qū)域內(nèi)植被或植物群落中占比最多的物種,統(tǒng)計(jì)和分析優(yōu)勢(shì)科屬種的數(shù)量和特征有助于了解該區(qū)域的群落結(jié)構(gòu)、物種豐富度及植物區(qū)系關(guān)系,對(duì)該區(qū)域生態(tài)研究有重要的作用。在該喀斯特區(qū)域,本研究統(tǒng)計(jì)了出現(xiàn)頻度大于4.5%的物種作為優(yōu)勢(shì)種,分析了優(yōu)勢(shì)種著生的海拔高度以及在兩岸的分布情況。
對(duì)花江石漠化區(qū)9 科12 屬20 種苔蘚植物(見(jiàn)表2)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析發(fā)現(xiàn),研究區(qū)石生苔蘚優(yōu)勢(shì)種有8 種,分屬4 科6 屬(見(jiàn)表3,圖1),能體現(xiàn)該區(qū)的物種分布情況。
圖1 花江石漠化區(qū)石生苔蘚優(yōu)勢(shì)種和常見(jiàn)科屬分布情況
表3 花江石漠化區(qū)石生苔蘚植物優(yōu)勢(shì)種
表2 花江石漠化區(qū)石生苔蘚植物名錄
參照吳征鎰[10]對(duì)植物區(qū)系的劃分體系,花江石漠化地區(qū)石生蘚類可以劃分為7 個(gè)區(qū)系成分。其中南岸有7 個(gè)區(qū)系,北岸有6個(gè)區(qū)系,南岸巖表苔蘚區(qū)系成分豐富度高于北坡(見(jiàn)圖2)。其中,北溫帶分布成分最多,其次是東亞-北美洲間斷分布和熱帶亞洲分布,顯示了花江石漠化研究區(qū)苔蘚植物以溫帶為主的區(qū)系特征。
圖2 花江石漠化區(qū)兩岸石生苔蘚植物區(qū)系成分
3.3.1 世界分布(Cosmolitan)。世界分布是指分布廣泛,幾乎遍及世界各大洲,有數(shù)個(gè)分布中心的種,通常反映不出植物區(qū)系特點(diǎn)。在花江石漠化研究區(qū)分布有2 種,分別是采于南岸的扭口蘚和北岸的大羽蘚
研究區(qū)所在的花江石漠化取是典型的喀斯特高原峽谷地貌,具有石漠化地區(qū)干熱的特點(diǎn),加之焚風(fēng)效應(yīng),巖表水熱條件惡劣。這導(dǎo)致巖表石生苔蘚物種豐富度較低,不同尺度生境中苔蘚物種組成存在差異。
本研究的結(jié)果如下:(1)花江石漠化區(qū)石生苔蘚有9 科12 屬20 種,峽谷北岸有7 科10 屬12 種;南岸有8科11 屬17 種,峽谷陰面的南岸石生苔蘚物種多樣性高于北岸。
(2)區(qū)內(nèi)石生苔蘚優(yōu)勢(shì)科為叢蘚科(Pottiaceae Hampe)和絹蘚科(Entodontaceae Kindb.),最大優(yōu)勢(shì)種為穗枝赤齒蘚。
(3)在植物區(qū)系上可以劃分為7 個(gè)區(qū)系成分,南岸巖表苔蘚區(qū)系成分豐富度高于北岸,北溫帶分布成分最多。
本研究是對(duì)石漠化地區(qū)巖表苔蘚植物研究的背景調(diào)查部分,調(diào)查發(fā)現(xiàn),該石漠化區(qū)域巖表苔蘚物種多樣性不高,物種較為單一。本研究可以為石漠化生態(tài)過(guò)程研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),并為進(jìn)一步石漠化生態(tài)系統(tǒng)的植被恢復(fù)理論研究提供科學(xué)支撐。